Oxidación-reducción y complejometría: reacciones, indicadores y determinación de Ca y Mg

1. Reacciones de Oxidación-Reducción (Redox)

• a) Reacción de reducción: Es un cambio químico en el que el átomo gana electrones.
• b) Agente reductor: Es la especie química que cede electrones, produciendo la reacción del otro (reducción de la otra especie).
• c) Tipos de electrodos: Pueden ser de tipo sólido, en disolución y gaseoso.
• d) Permanganato de potasio (KMnO₄): Es un oxidante fuerte (de color morado) que se reduce a Mn²⁺ en disoluciones muy ácidas (volviéndose incoloro). No es un patrón primario, por lo que se contrasta con el oxalato sódico (Na₂C₂O₄) y actúa como un autoindicador.
• e) Dicromato potásico (K₂Cr₂O₇): Es un oxidante (de color naranja) menos fuerte que el permanganato potásico, el cual se reduce al ion Cr³⁺ (color verde) en disoluciones ácidas. Es un patrón primario y requiere de un indicador; comúnmente se utiliza la difenilamina, que es un indicador redox verdadero. Esto significa que cambia de un color a otro dependiendo de si se encuentra en su forma oxidada o reducida.
• f) Yodometrías: En estas valoraciones, el color cambia de azul verdoso a verde pálido.
• g) Comportamiento según el pH:
  • pH ácido: MnO₄⁻ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O
  • pH neutro: MnO₄⁻ + 3e⁻ → MnO₂ + 2H₂O
  • pH básico: MnO₄⁻ + 1e⁻ → MnO₄²⁻
• h) Peróxido de hidrógeno (H₂O₂): Puede actuar como agente reductor u oxidante.
  • Como oxidante: H₂O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → 2H₂O
  • Como reductor: H₂O₂ → O₂ + 2H⁺ + 2e⁻

2. Complejos y Ligandos

• a) Complejo: Es una agrupación que consta de un átomo central rodeado de iones o moléculas que se llaman ligandos. El complejo puede ser un catión, un anión o una molécula neutra.
• b) Índice de coordinación: Es una característica del átomo central que establece el número de enlaces coordinados que tiene con los ligandos.
• c) Ligando: Es una molécula o ion que posee al menos un par de electrones que puede compartir. Los ligandos utilizan un par de electrones para realizar un enlace covalente dativo para unirse al átomo central. Pueden ser monodentados o polidentados, según el número de pares de electrones que pueden compartir con el átomo central.
• d) Complexonas: También se les puede llamar complexiones; son agentes quelantes sintéticos que, junto con cationes metálicos, forman complejos quelantes (en forma de anillo). Estos, en general, son solubles y muy estables. Solemos utilizar el EDTA-Na₂, ya que es soluble en agua.

3. Determinación de Calcio y Magnesio

• c) Condiciones de pH: A pH = 10, es necesario que la especie que predomine del indicador sea el HIn²⁻; su indicador es el NET (Negro de Eriocromo T). Para pH = 12, se necesita añadir NaOH (al 10%) porque a ese pH no se forma el complejo EDTA-Mg, sino que se forma el precipitado Mg(OH)₂, que es muy insoluble. Por lo tanto, podemos determinar la cantidad del ion Ca²⁺ que tenemos; su indicador es el calcón/murexida.